本科畢業(yè)論文(土木工程)淺談橋梁施工控制.

1、山東大學網(wǎng)絡教育學院畢業(yè)論文(設計)論文(設計)題目: 淺談橋梁施工控制 姓 名 年 級 秋 專 業(yè) 土木工程 學習中心 上海 指導教師 職 稱 2014年 月 日15摘要摘要隨著大跨度橋梁建造數(shù)量的不斷增加，橋梁架設過程中的線形及應力狀態(tài)控制工作越來越顯重要，在大跨度橋梁架設過程中，一般均需對線形及應力狀態(tài)進行專門的分析研究。但是，施工過程的控制工作仍然是大跨度橋梁建設中的一個薄弱環(huán)節(jié)，目前在已完成的橋梁中，不少就出現(xiàn)的線形不好、內(nèi)力狀態(tài)不合理的問題。大跨度橋梁施工是一系列復雜的體系轉(zhuǎn)換過程，不同橋型有不同的特點，針對它們的特點采用不同的對策是控制成功的關鍵，本文分別對橋梁施工控制的發(fā)展、橋

2、梁施工控制的作用、意義和它對橋梁施工的重要性，以及橋梁施工控制的目標、影響因素、控制的方法分類和索力調(diào)整的幾種方法，進行了簡單的介紹和分析，并結(jié)合幾座大跨度、典型橋梁施工控制實例，對大跨度橋梁施工控制必要性、目的性及控制重點進行了概述。關 鍵 詞：控制目標；意義作用；影響因素；方法分類。論文類型：理論研究目錄目 錄1緒論12 橋梁施工控制的研究背景32.1 橋梁施工控制的作用32.1.1 控制和調(diào)節(jié)結(jié)構參數(shù)的作用32.1.2 確保施工工藝的作用32.1.3 施工監(jiān)測的作用42.2 橋梁施工控制的意義42.2.1 橋梁施工控制是橋梁施工質(zhì)量的重要保證52.2.2 橋梁施工控制是橋梁營運中的綜合監(jiān)

3、測系統(tǒng)52.2.3 橋梁施工控制又是橋梁建設的安全保證62.3 橋梁施工控制的目標63 施工控制方法分類73.1 開環(huán)控制73.2 反饋控制73.3 自適應控制73.4 索力調(diào)整的方法83.4.1 斜拉索多次張拉法83.4.2 卡爾曼濾波法83.4.3 滿意滿足度法84 影響橋梁施工控制的因素94.1 結(jié)構參數(shù)94.2 施工工藝104.3 溫度變化104.4 材料收縮、徐變和剪滯效應105 施工控制實例115.1 蘇通大橋輔橋(連續(xù)鋼構)115.1.1 工程概況115.1.2 施工控制重點和措施115.1.3 控制成果115.2 忠縣長江大橋(斜拉橋)115.2.1 工程概況115.2.2 施

4、工控制重點和措施125.2.3 控制成果126 結(jié)論與展望13致 謝15參考文獻17 預覽中看不見即可）： 山東大學網(wǎng)絡教育學院論文1 緒論隨著近年來我國社會經(jīng)濟的蓬勃發(fā)展，對于橋梁工程的施工質(zhì)量要求也在不斷地加強。因此要想有效提高橋梁工程的施工質(zhì)量，就需要廣泛地運用現(xiàn)代橋梁工程施工控制技術，以此來加強橋梁工程施工的先進性和科學性。以往，在橋梁施工技術中并未突出施工控制的內(nèi)容，甚至沒有提到“施工控制”。而事實上，施工控制是施工技術的重要組成部分，并始終貫穿于橋梁施工中。施工控制在施工技術中未被重視的原因是由于過去所建橋梁一般跨徑不大、規(guī)模較小、影響因素少等，因為施工控制不力而產(chǎn)生的不良后果也就

5、不明顯，從而使人們忽視了它的重要性。橋梁施工控制技術的發(fā)展最早使用橋梁施工控制概念要追溯到20世紀50年代初,第一座現(xiàn)代斜拉橋Stromsund橋施工時,建橋者就如何使索力和標高達到設計要求的問題進行研究,這也是傳統(tǒng)意義上的施工控制。在1958年修建TheodonNess斜拉橋時,設計者首次提出了采用“倒退分析”的方法計算出各施工階段結(jié)構的標高和初始索力,這種方法在1978年竣工的美國P-K橋中得到了應用。后來,加拿大在修建安納西斯橋時,也采用了同樣的施工控制技術。但真正較系統(tǒng)地把工程控制理論應用到橋梁施工管理中的是日本。20世紀80年代初,日本修建日野預應力混凝土連續(xù)梁橋時,就建立了施工控制

6、所需的應力、撓度等參數(shù)的觀測系統(tǒng),并應用計算機對所測參數(shù)進行現(xiàn)場處理,然后將處理后的實測參數(shù)送回控制室進行結(jié)構計算分析,最后將分析結(jié)果返回到現(xiàn)場進行施工控制。上述方法也是國外傳統(tǒng)的施工監(jiān)控方法。到80年代后期,日本修建Chichby斜拉橋和Yokohama海灣斜拉橋時,成功地利用計算機聯(lián)網(wǎng)傳輸技術建立了一個用于拉索索力、主梁標高、主梁傾角、塔垂直度調(diào)整的自動監(jiān)控系統(tǒng),實現(xiàn)了施工過程中實測參數(shù)與設計值的快速驗證比較,它對保證施工的質(zhì)量控制起了很大的作用。2橋梁施工控制的研究背景2.1橋梁施工控制的作用橋梁施工控制的作用是使施工實際狀態(tài)量最大限度地與理論設計狀態(tài)（線形與受力）相吻合，要實現(xiàn)其控制作

7、用就必須在施工過程對下列因素實施有效的控制2.1.1控制和調(diào)節(jié)結(jié)構參數(shù)的作用結(jié)構參數(shù)的獲得和調(diào)整是橋梁的施工控制的重要因素。結(jié)構參數(shù)的準確性會直接影響分析結(jié)果的準確性。施工控制中通過調(diào)整結(jié)構參數(shù)進行結(jié)構施工模擬分析。在施工中橋梁結(jié)構參數(shù)總是會與設計參數(shù)存在一定的誤差。應通過施工控制來調(diào)整誤差，使得結(jié)構參數(shù)盡量最接近橋梁的真實結(jié)構參數(shù)。然而實際上，由于上述各種誤差干擾的存在，各階段的計算值不可能完全正確。這就需要在施工過程中根據(jù)結(jié)構的實際反應對撓度計算值進行修正。由于各階段的撓度是各項參數(shù)的函數(shù)。所以撓度的修正可以通過參數(shù)的調(diào)整來實現(xiàn)。同時干擾各階段撓度的誤差，除了參數(shù)的誤差外還有非參數(shù)系統(tǒng)誤差

8、和隨機誤差，對于這類誤差，也必須采取適當?shù)姆椒右詼p除、估計、預測和調(diào)整。通過以上分析，確定控制方案為：通過參數(shù)調(diào)整、消除參數(shù)誤差、修正結(jié)構計算數(shù)據(jù)，消除非參數(shù)誤差，通過反饋控制，濾除隨機誤差，確定預留拱度調(diào)整量。對于測量精度要求較高的橋梁施工，有時也引入第三方檢測的方法，運用GPS遠程定位，實時監(jiān)控節(jié)點標高，及時調(diào)整拋高系數(shù)，這對于橋梁的線形控制能起到積極作用。2.1.2確保施工工藝的作用橋梁施工控制是為施工服務的，它要求和確保施工工藝控制在設計要求之內(nèi)，在施工控制中必須計入施工條件非理想化而帶來就位安裝和梁段澆筑等方面誤差，使施工工藝保持在施工控制之中。在大跨徑預應力混凝土箱梁懸臂澆筑施工

9、中，隨著箱梁的延伸，結(jié)構自重將逐步施加于已澆筑的節(jié)段上，使其饒度逐漸增大并且不斷變化，因此在節(jié)段施工中要有一定的預拱度，饒度控制將影響到合攏精度和成橋線形。因此必須進行精確的計算和嚴格的控制，通過實測，對設計給出的預拱值在一定范圍內(nèi)適當修正。除保證各跨線形在控制范圍內(nèi)以外主梁全程線形應定期進行通測，以確保全橋線形的協(xié)調(diào)性。另外，大體積混凝土澆筑施工控制對于結(jié)構質(zhì)量是至關重要的，因此，在進行澆筑時需要做好防范措施。優(yōu)選低水化熱水泥拌制混凝土，并適當使用緩凝減水劑和微膨脹劑，減少大體積混凝土體積收縮影響，以降低混凝土可開裂的可能性。在保障混凝土設計強度的前提下，適當降低水灰比，摻加適量粉煤灰以降低

10、水泥用量。降低混凝土入模溫度，控制混凝土內(nèi)外溫差（當無設計要求時，控制在25攝氏度以內(nèi)），如降低拌合水溫度、骨料用水沖洗降溫、避免暴曬等。適當設置后澆帶，以減少外應力和溫度應力，也有利于散熱，降低混凝土內(nèi)部溫度。必須二次抹面，以減少表面收縮裂縫，緊接進行保濕覆蓋保溫養(yǎng)護。可預埋冷水管，通過循環(huán)水將混凝土內(nèi)部熱量待帶出，進行人工導熱。2.1.3施工監(jiān)測的作用橋梁施工控制的最基本作用就是其監(jiān)測作用。施工監(jiān)測控制是保證橋梁成功修建的重要工序，也是為以后營運過程中的養(yǎng)護和調(diào)控提供基礎數(shù)據(jù)的重要手段。它對應力、變形、溫度、以及建材力學指標進行監(jiān)測、例如溫度變化的監(jiān)測、溫度對橋梁的結(jié)構受力與變形影響很大。

11、溫度變化結(jié)構應力也相應變化，在不同時刻對結(jié)構狀態(tài)、溫度、應力、變形進行監(jiān)測，其結(jié)果是不同的，通常都是將控制理想狀態(tài)定位在一天的一個特定溫度下，監(jiān)測溫度變化能夠使其對結(jié)構的影響程度降至最低。在施工控制過程中，保證測量的可靠性極為重要，除了要從測量設備、方法上盡量減少測量誤差外，在進行控制分析時必須將誤差計入。2.2橋梁施工控制的意義隨著交通事業(yè)發(fā)展的需要，橋梁建設任務將更加艱巨，施工難度越來越大。事實上，任何橋梁施工，特別是大跨徑橋梁的施工，都是一個系統(tǒng)工程。在該系統(tǒng)中，設計圖紙要求是施工的目標，在為實現(xiàn)設計目標而必須經(jīng)歷的施工過程中，將受到許許多多確定和不確定因素（誤差）的影響，如何從各種失真

12、的結(jié)構參數(shù)中找出相對真實之值，對施工狀態(tài)進行實時識別（監(jiān)測）、調(diào)整（糾偏）、預測，使施工系統(tǒng)處于控制之中，對設計目標安全、順利實現(xiàn)是至關重要的。上述工作一般需以現(xiàn)代控制論為理論基礎來進行，所以稱之為施工控制。在近年來的橋梁建設中，人們已經(jīng)普遍認識到施工控制在施工技術中的重要地位與作用。實際上，橋梁施工控制早在以前的施工過程中就已被人們采用，如在施工中為了保證橋梁建成時的線形符合設計要求，在有支架施工時總是要在支架上設置預拱度；在懸臂施工中總是要使施工節(jié)段的立模標高高于設計標高一定數(shù)值，這實質(zhì)上就是在對施工實施控制，這些處理的好壞常常被看作是施工技術水平高低的體現(xiàn)。橋梁施工控制是隨施工過程中的預

13、測、實測、評估及反饋、再預測的循環(huán)控制逐漸實現(xiàn)的，它是將實用的結(jié)構現(xiàn)場測試技術和計算分析技術應用于施工，并結(jié)合施工過程形成結(jié)構評估、監(jiān)測及反饋控制的安全及質(zhì)量技術控制系統(tǒng)。其目的是通過監(jiān)控監(jiān)測及計算預測、評估使施工過程處于安全、可控狀態(tài)，成橋后橋梁結(jié)構內(nèi)力及線形滿足設計目標要求；同時，通過監(jiān)控計算及詳細分析提高施工精度，優(yōu)化施工順序，保證施工順利進行。橋梁施工控制不僅是橋梁施工技術的重要組成部分，而且也是實施難度相對較大的部分。對不同體系、不同施工方法、不同材料等的橋梁，其施工控制技術要求也不一樣。以鋼桁梁的懸臂架設為例，為使最終滿足設計標高，通常采用預設拱度的方法來解決，即將先架設的節(jié)點預先

14、抬高來考慮后架設節(jié)段的影響。由于鋼材的勻質(zhì)性和制造尺寸的準確性，預設拱度方法在鋼桁梁懸臂拼裝過程中是較為成功的方法。但是，對于同樣采用懸臂法施工的混凝土橋梁就不那么簡單。因為混凝土橋梁除了本身材料的非勻質(zhì)性和材料特性的不穩(wěn)定外，它還要受到溫度、濕度、時間等因素的影響，加上采用懸臂施工這種自架設體系施工方法，各節(jié)段混凝土或各層混凝土相互影響，且這種相互影響又有差異，這就必然造成各節(jié)段或?qū)拥膬?nèi)力和位移隨著混凝土澆筑或塊件拼裝過程變化而偏離設計值的現(xiàn)象，甚至出現(xiàn)超過設計允許的內(nèi)力和位移。對這種情況，若不通過有效的施工控制及時發(fā)現(xiàn)、及時調(diào)整，就勢必會造成成橋狀態(tài)的線形與內(nèi)力不符合設計要求或在施工過程中

15、結(jié)構的破壞。橋梁施工控制能確保在橋梁施工過程中結(jié)構內(nèi)力和線形始終處于結(jié)構容許的安全范圍內(nèi)，以確保橋梁施工過程安全和成橋狀態(tài)符合設計和規(guī)范要求。它的作用體現(xiàn)在以下方面：2.2.1橋梁施工控制是橋梁施工質(zhì)量的重要保證橋梁施工控制是橋梁施工質(zhì)量的重要保證。二者目標是一致的，我國交通事業(yè)的發(fā)展，使橋梁修建規(guī)模日漸擴大，建設水平日益提高。造價相對較低的混凝土橋梁已經(jīng)逐漸與大跨度鋼橋并駕齊驅(qū)。鋼橋自架設體系施工法逐漸廣泛應用于混凝土橋的施工中。這種將橋梁的上部結(jié)構部分分節(jié)段或分層進行施工，也就是無支架而靠自身結(jié)構進行的施工方法使得混凝土橋得到了較大發(fā)展。隨著自架設體系施工方法的廣泛使用帶來了橋梁結(jié)構較為復

16、雜的內(nèi)應力和位移變化，因此，在橋梁施工過程中要對結(jié)構內(nèi)力和變化進行系統(tǒng)的、嚴格的控制，從而保證橋梁施工質(zhì)量和安全，隨著計算機仿真模擬 技術的廣泛應用，為施工控制人員預先對各階段、各工序的自架設體系施工方法進行模擬提供了條件，能夠計算出的內(nèi)力和位移的預計值，這樣在施工中就能隨時根據(jù)實測結(jié)果調(diào)整實測值與預計值間的誤差，使其符合設計要求，以確保橋梁的施工質(zhì)量。2.2.2橋梁施工控制是橋梁營運中的綜合監(jiān)測系統(tǒng)橋梁施工控制為橋梁的營運創(chuàng)造綜合監(jiān)測系統(tǒng)。其中的監(jiān)測因素包括結(jié)構溫度監(jiān)測、應力監(jiān)測、變形監(jiān)測等內(nèi)容。通過系統(tǒng)的、持久的監(jiān)測可以直接反映施工的質(zhì)量和成果。同時，應注意監(jiān)測設備、監(jiān)測方法、監(jiān)測數(shù)據(jù)采集

17、方法等帶來的誤差，在調(diào)試過程中要考慮在內(nèi)加以更正，監(jiān)測系統(tǒng)還能提供長期預留觀測點，使橋梁即使面對交通事業(yè)的發(fā)展、荷載等級、交通流量、行車速度等要求的提高，以及一些不可預測的破壞力時也能通過監(jiān)測系統(tǒng)提供的數(shù)據(jù)及時調(diào)整，從而給橋梁營運階段的養(yǎng)護工作提供科學的、可靠的數(shù)據(jù)，給橋梁安全使用可靠保證。方便了橋梁養(yǎng)護部門根據(jù)監(jiān)測數(shù)據(jù)和橋梁的實際使用情況進行有效的更換和維護。避免了以往只靠外觀檢查等簡單手段和粗略的數(shù)據(jù)進行的實效不大的養(yǎng)護。為徹底改變我國目前橋梁養(yǎng)護的現(xiàn)狀，為科學、靈活地預報橋梁各部位營運情況提供保障。2.2.3橋梁施工控制又是橋梁建設的安全保證任何橋梁的建設和施工中，安全都是最關鍵的內(nèi)容。

18、進行橋梁施工控制，能保證橋梁按預定的程序和施工方法有條不絮的進行施工建設。同時可通過監(jiān)測方法，運用相應監(jiān)測設備能得到各施工階段結(jié)構的內(nèi)應力和變形的實際數(shù)據(jù)。根據(jù)預計數(shù)值調(diào)整結(jié)構的內(nèi)力和變形的誤差，還能進行檢查和分析誤差原因，以便完全跟蹤掌握施工進程和發(fā)展情況。從而避免了突發(fā)事故的出現(xiàn)的可能性。為橋梁的安全施工，及時交工提供了有力保障。橋梁施工控制系統(tǒng)就是橋梁建設的安全系統(tǒng)。為確保橋梁施工的安全，橋梁施工控制必不可少，尤其對造價昂貴的大跨度橋梁，更為重要。2.3橋梁施工控制的目標橋梁施工控制的目標可以分為兩個部分：成橋狀態(tài)總目標和施工過程中的分目標，各個目標必須包括應力狀態(tài)和線形狀態(tài)。成橋時合理

19、應力狀態(tài)確定的方法在斜拉橋和拱橋設計中已經(jīng)有了大量的研究；由于橋梁跨度的增大，混凝土收縮、徐變對橋梁線形的影響不可忽視，線形控制目標必須是橋梁長期線形達到設計豎曲線，在橋梁竣工時應保證足夠的徐變預拱度。 從成橋合理狀態(tài)確定施工階段控制目標的理論方法主要有：倒拆法、無應力法等。隨著橋梁跨徑的增大，主梁相對剛度逐漸減小，再加上前支點長掛籃的使用，節(jié)段重量較大，如果完全追求按成橋狀態(tài)來反推施工的控制目標，可能導致施工階段梁體應力過大，施工中應力控制在允許范圍內(nèi)的要求與成橋狀態(tài)的理想內(nèi)力狀態(tài)發(fā)生矛盾，這時就必須將施工階段的控制目標與成橋狀態(tài)目標分開考慮，在全橋合龍后進行一次調(diào)索，實現(xiàn)兩個目標之間的轉(zhuǎn)換

20、。 理論上這些方法可以用于確定施工階段的內(nèi)力及標高狀態(tài)，由于徐變、幾何非線性、構造問題（實際結(jié)構不可能安裝帶有初應力的構件）等因素，它們只能用于初步確定施工階段的內(nèi)力狀態(tài)，不能用于確定施工階段的標高。施工標高控制過程是一個復雜的預拱度控制過程，施工階段的標高狀態(tài)必須根據(jù)施工模擬計算所得的撓度反向確定。3施工控制方法分類3.1開環(huán)控制對于較簡單橋型施工，一般都是在設計中估計結(jié)構的恒載和活載，由此計算出結(jié)構的預拱度，在施工過程中只要按照這個預拱度來施工，施工完成后的結(jié)構就基本上能達到設計所要求的線形和內(nèi)力。這就是一個開環(huán)的施工控制過程，因為施工過程中控制是單向的，并不需要根據(jù)結(jié)構的反應來改變施工中

21、的預拱度。對于早期的斜拉橋施工，從理論成橋狀態(tài)通過施工過程的倒退分析，求得每個施工階段主梁的位置和索力，在施工過程中只要按這樣的位置和索力進行安裝，理論上即可達到理想的成橋狀態(tài)。這也是一個施工開環(huán)控制過程。在各部件的制造和安裝精度很高，且對結(jié)構的力學特性完全掌握的情況下，這種方法是可行的、方便的。3.2反饋控制當斜拉橋在施工過程中出現(xiàn)施工狀態(tài)時，如不加以調(diào)整，就會造成結(jié)構的線形和內(nèi)力遠遠偏離設計成橋狀態(tài)，甚至危及安全。對于預應力混凝土斜拉橋，其施工中的精度保證相對較低，且設計計算所采用的各項參數(shù)與現(xiàn)場材料的參數(shù)存在一定的差距，因此預應力混凝土斜拉橋的施工控制難度較大。反饋控制就是通過施工控制量

22、的實測數(shù)據(jù)，進行設計算，得出調(diào)整量，糾正偏差。3.3自適應控制對于預應力混凝土斜拉橋，施工中每個工況的受力狀態(tài)達不到設計所確定的理想目標的重要原因是有限元計算模型中得計算參數(shù)（主要是混凝土的彈性模量、材料的比重、徐變系數(shù)）的取用等與施工中得實際情況有不一定的差距。要得到比較準確的控制調(diào)整量，必須在根據(jù)施工中實測到的結(jié)構反應修正計算模型中得這些參數(shù)值，以使計算機模型與實際結(jié)構磨合一段時間后自動適應結(jié)構的物理力學規(guī)律。在閉環(huán)反饋控制的基礎上，再加上一個系統(tǒng)參數(shù)識別過程，整個控制系統(tǒng)就成為自適應控制系統(tǒng)。當結(jié)構測量的受力狀態(tài)與模型計算結(jié)果不相符時，把誤差輸入到參數(shù)識別法中去計算模型的參數(shù)，使模型的輸

23、出結(jié)果與實際測量結(jié)果相一致。得到修正的計算模型參數(shù)后，重新計算各施工階段的理想狀態(tài)，按反饋控制方法對結(jié)構進行控制。這樣，經(jīng)過幾個工況的反復辨識后，計算模型就基本上與實際機構相一致了，在此基礎上可以對施工狀態(tài)進行更好的控制。由于斜拉橋均采用懸臂拼裝或懸臂澆筑的施工方法，主梁在塔根部的相對線形剛度較大，變形較小，因此，在控制初期，參數(shù)不準確帶來的誤差對全橋線形的影響較小，這對于上述自適應控制思路的應用非常有利。經(jīng)過幾個節(jié)段的施工后，計算參數(shù)已得到修正，為跨中變形較大的節(jié)段的施工控制創(chuàng)造了良好的條件。參數(shù)誤差識別過程自適應控制的關鍵，其任務就是根據(jù)對控制目標（如索力、標高、塔的變位和結(jié)構應力）的測量

24、值與計算值之間的誤差反算施工過程模擬計算中選用的參數(shù)，如混凝土的彈性模量、主梁自重集度、掛籃剛度、徐變系數(shù)等。目前參數(shù)的識別算法有二類：一類是基于誤差最小化的算法，如最小二乘法等；另一類則是基于隨機狀態(tài)估計理論的算法，如推廣的卡爾曼濾波法等。自適應控制是目前橋梁施工控制較理想的方法，但是對于不同的橋型，在具體實施中應采取不同的對策，對計算模型的參數(shù)進行正確估計是實現(xiàn)成功控制的基礎，施工誤差對控制結(jié)果的影響分析是制定允許施工誤差的關鍵。3.4索力調(diào)整的方法在斜拉橋的施工過程中必然會存在各種誤差，其中最主要的有兩種：一種是梁的標高誤差，另一種是斜拉索索力的誤差。目前最常用的方法是通過調(diào)整斜拉索的索

25、力來使誤差保持在規(guī)定的允許范圍之內(nèi)。這種在斜拉橋施工控制過程中斜拉索索力調(diào)整糾偏的過程稱為斜拉橋的索力調(diào)整。主要的索力優(yōu)化的方法有三種，他們分別是斜拉索多次張拉法、卡爾曼濾波法、最大滿足度法。 3.4.1斜拉索多次張拉法確定合理的成橋索力，同時又能保證施工中的塔梁受力均勻合理，是目前進行大跨度斜拉橋施工監(jiān)測控制的主要目標。一般在大跨度斜拉橋的施上控制中，可以充分利用斜拉索的 “主動受力 ”的特征，通過多次張拉斜拉索使最終調(diào)索后的成橋索力與合理成橋狀態(tài)的索力相近。 3.4.2卡爾曼濾波法在大跨度斜拉橋施工階段的施工控制中，卡爾曼濾波法是一種比較理想的調(diào)整索力的方法。 3.4.3滿意滿足度法滿意滿

26、足度法是大跨度斜拉橋施工階段施工控制過程中調(diào)整索力、計算索力調(diào)整量的一種實用方法。該方法定義了目標函數(shù)的最大滿意度和約束的最大滿足度，應用數(shù)學規(guī)劃的理論和方法，求得索力調(diào)整量的滿意滿足解。利用該方法時可根據(jù)施工實際情況給出合適的滿意度函數(shù)、滿足度函數(shù)，從而能得到更符合工程實際的索力調(diào)整成果。4影響橋梁施工控制的因素影響橋梁施工控制的因素有：結(jié)構參數(shù)，包括結(jié)構截面尺寸、材料容重、材料彈性模量、材料熱脹系數(shù)、施工荷載、預應力和索力等；施工工藝；施工監(jiān)測；結(jié)構計算模型；溫度變化；收縮、徐變；施工管理；監(jiān)控組織體系。特別是結(jié)構參數(shù)、溫度變化、收縮徐變等影響因素，一般需要在前期施工控制計算時進行敏感性分

27、析，確定對橋梁施工結(jié)構行為影響較大的因素，以便于對計算模型、參數(shù)的修正調(diào)整。下面就幾個關鍵因素作簡單介紹：4.1結(jié)構參數(shù)結(jié)構參數(shù)是施工控制中結(jié)構施工模擬分析的基本資料，其準確性直接影響分析結(jié)果的準確性。結(jié)構參數(shù)是橋梁的施工控制必須考慮的重要因素。事實上，實際橋梁結(jié)構參數(shù)一般是很難與設計所采用的結(jié)構參數(shù)完全吻合的，總是存在一定的誤差，施工控制中如何恰當?shù)赜嬋脒@些誤差，使結(jié)構參數(shù)盡量接近橋梁的真實結(jié)構參數(shù)，是首先需要解決的問題。結(jié)構參數(shù)主要包括：（1）結(jié)構構件截面尺寸。任何施工都可能存在截面尺寸誤差，驗收規(guī)范中也允許出現(xiàn)不超過限值的誤差，而這種誤差將直接導致截面特性誤差，從而直接影響結(jié)構內(nèi)力、變形

28、等的分析結(jié)果。所以，控制過程中要對結(jié)構尺寸進行動態(tài)取值和誤差分析。（2）結(jié)構材料彈性模量。結(jié)構材料彈性模量和結(jié)構變形有直接關系，對通常遇到的超靜定結(jié)構來講，彈性模量對結(jié)構分析結(jié)果影響更大。但施工成品構件的彈性模量（主要是混凝土結(jié)構）總與設計采用值不完全一致，所以，在施工過程中要根據(jù)施工進度作經(jīng)常性的現(xiàn)場抽樣試驗，隨時在控制分析中對材料彈性模量的取值進行修正。（3）材料容重。材料容重是引起結(jié)構內(nèi)力與變形主要因素，施工控制中必須要計入實際容重與設計取值間可能存在的誤差，特別是混凝土材料，不同的集料與不同的鋼筋含量都會對容重產(chǎn)生影響，在施工過程中（特別是更換材料或者是材料變異較大時）要根據(jù)施工進度作

29、經(jīng)常性的現(xiàn)場抽樣試驗，對其進行準確識別。（4）施工荷載。在所有自架設體系中，都存在施工荷載，這部分臨時荷載對受力與變形的影響在控制分析中是不能忽略的，一定要根據(jù)實際取值。（5）預加應力。預加應力是預應力混凝土結(jié)構內(nèi)力與變形控制考慮的重要結(jié)構參數(shù)，但預加應力值的大小受很多因素的影響，包括張拉設備、管道摩阻、預應力鋼筋斷面尺寸、彈性模量等，施工控制中要對其取值誤差做出合理估計。斜拉橋索力直接影響結(jié)構變形與受力，真實了解各階段索力是非常必要的。預加索力是斜拉橋施工控制中考慮的重要因素。（6）材料熱膨脹系數(shù)。熱膨脹系數(shù)的準確與否也將對施工控制產(chǎn)生影響，尤其是鋼結(jié)構要特別注意。4.2施工工藝施工控制是為

30、施工服務的，反過來，施工的好壞又直接影響控制目標的實現(xiàn)，除要求施工工藝必須符合控制要求外，在施工控制中必須計入施工條件非理想化而帶來的構件制作、安裝等方面的誤差，使施工狀態(tài)保持在控制之中。施工是設計意圖實現(xiàn)的關鍵，好的橋梁設計必須要有高水平的橋梁施工技術來支持。另一方面，橋梁施工技術的發(fā)展為橋梁設計意圖的實現(xiàn)提供了靈活多樣的手段，為新結(jié)構、新材料的推廣應用提供了充分的技術保障。橋梁施工技術包含施工設計計算、施工方法、施工工藝、施工設備、施工控制等諸多內(nèi)容。其中，施工控制是施工技術的重要組成部分，并始終貫穿于橋梁施工中。4.3溫度變化溫度變化對橋梁結(jié)構的受力與變形影響很大，這種影響隨溫度的改變而

31、改變。在不同時刻對結(jié)構狀態(tài)（應力，變形狀態(tài)）進行量測，其結(jié)果是不一樣的，如果施工控制中忽略了該項因素，就必然難以得到結(jié)構的真實狀態(tài)數(shù)據(jù)（與控制理想狀態(tài)比較），從而也難也保證控制的有效性。所以，必須考慮溫度變化影響。溫度變化相當復雜，包括季節(jié)溫差、日照溫差、驟變溫差、殘余溫度、不同溫度場等，而在原定控制狀態(tài)中又無法預先知道溫度實際變化情況，所以在控制中是難以考慮的（要考慮也將是非常復雜的）。通常都是將控制理想狀態(tài)定位在某一特定溫度下，從而將溫度變化對結(jié)構的影響相對排除。一般是將一天中溫度變化較小的早晨作為控制所需實測數(shù)據(jù)的采集時間。但對季節(jié)性溫差和橋體內(nèi)溫度殘余影響要予以重視。4.4材料收縮、徐

32、變和剪滯效應無論在多低得應力狀態(tài)下，混凝土也會產(chǎn)生徐變。在恒定應力和被測點與周圍介質(zhì)濕度、溫度平衡條件下，隨時間增加的應變稱為基本徐變。如果在被測結(jié)構干燥過程的同時，施加了荷載，通常認為徐變和收縮是可以疊加的。邊干燥邊承受荷載測得的徐變大于基本徐變的代數(shù)和?？傊瑢τ诨炷翍兊拈L期測量而言，要獲取準確的機械應變，消除徐變收縮的影響是必不可少的。在豎向荷載作用下，主梁應力存在剪滯效應。由于翼板存在剪切變形，彎曲應力在截面橫向是不均勻的，這種效應隨上下緣翼板的寬度而變化，翼板愈寬，梁高愈低，剪滯效應就愈加突出。5施工控制實例5.1蘇通大橋輔橋(連續(xù)鋼構) 5.1.1工程概況蘇通大橋D1標(輔橋)

33、為( 140+268+140)m預應力混凝土連續(xù)剛構橋，上部結(jié)構采用掛籃現(xiàn)澆。5.1.2施工控制重點和措施在蘇通大橋輔橋之前，已建成的大跨度混凝土剛構橋混凝土收縮、徐變效應問題突出，使得多座橋梁出現(xiàn)下?lián)犀F(xiàn)象，對預拱度的設置影響較大，嚴重時危及高速行車。因此，對于本橋如何合理地提供預拱度，保證成橋線形合理成為監(jiān)控重點。(1)混凝土收縮、徐變對預拱度設置的影響。在施工監(jiān)控前期，對國內(nèi)同類大跨度混凝土橋梁進行了大量調(diào)研工作，對梁體下?lián)蠁栴}進行專題研究，作為預拱度設置的參考，最后按照成橋后3O年的收縮徐變計人到預拱度的設置。(2)預應力筋數(shù)量多，預應力施工誤差對橋梁線形影響。理論計算考慮三向預應力，施

34、工嚴格按照規(guī)范進行控制。(3)施工節(jié)段重量誤差對線形影響。在實際控制過程中，由于跨度大，預應力孔道內(nèi)的混凝土量對結(jié)構內(nèi)力、變形有較大的影響，在計算分析中按照實際情況進行精確模擬。(4)墩身內(nèi)力控制。在合龍前進行縱向頂推，確保成橋后結(jié)構內(nèi)力滿足要求。5.1.3控制成果(1)成橋主梁標高實測值與計算值基本吻合，主梁整體線形平順。成橋標高最大偏差46cm，絕大部分節(jié)段標高差值在3cm以內(nèi)。(2)結(jié)構內(nèi)力(監(jiān)測斷面測試應力的變化規(guī)律與計算值吻合，且差值在23MPa內(nèi))滿足設計及規(guī)范要求。5.2忠縣長江大橋(斜拉橋) 5.2.1工程概況忠縣長江大橋主橋為特大型雙塔雙索面昆凝土斜拉橋(圖2 )，跨度組成為

35、( 205+460+205)m，結(jié)構支承體系為漂浮體系，塔高 2 475m，主梁采用牽索掛籃懸臂灌筑法施工，于2 009年6月建成通車。5.2.2施工控制重點和措施由于該橋具有跨度大、塔高、施工過程雙懸臂大(最大雙懸臂時主跨長. 2 16m)、現(xiàn)澆段長、施工臨時配重多五大特點，使得施工控制具有相當大的難度。施工中各種參數(shù)(如材料的彈性模量、混凝土收縮徐變系數(shù)、結(jié)構自重、施工荷載、斜拉索索力)的偏差，以及測量等方面產(chǎn)生的誤差，尤其是某些具有累積特性的偏差(如主梁的標高誤差、軸線誤差等)，都對施工監(jiān)控的準確分析、預測產(chǎn)生很大的影響。(1)施工節(jié)段目標狀態(tài)確定的方法。本項目采用倒拆計算法、正裝計算法

36、確定各施工狀態(tài)的目標。(2)牽索掛籃的模擬。由于在牽索掛籃施工過程中存在掛籃與已澆梁體及牽索之間的相互作用問題，因此，為準確計算分階段牽索過程中以及主梁節(jié)段施工末結(jié)構的內(nèi)力和變形，在計算過程中必須把掛籃也放到計算模型中去，并精確模擬其剛度及其與主梁、牽索的連接。此外，在主梁每個節(jié)段的施工模擬計算中應包括掛籃前移就位、分次張拉牽索和澆筑混凝土、體系轉(zhuǎn)換及牽索終拉等環(huán)節(jié)。(3)一張、二張索力的確定。已澆梁段的應力應控制在安全的范圍之內(nèi)，不允許出現(xiàn)過大的拉壓應力。掛籃的水平支反力和豎向支反力不能超過掛籃設計允許值。主梁前端撓度變化值不宜太大。(4)無應力狀態(tài)法在索力調(diào)整中的應用?；炷翝沧⑦^程中，如

37、果以索力作為調(diào)索的依據(jù)，很難取得好的效果，而根據(jù)索力值與斜拉索無應力長度的關系，換算成該索在梁端或塔端錨頭的拔出量(回縮量)在實際控制中取得良好效果；在主梁合龍后大范圍調(diào)索時，根據(jù)無應力狀態(tài)法的原理，把需要調(diào)整的索力變化值換算成各斜拉索無應力長度的調(diào)整值，調(diào)整過程用錨頭伸長量控制，提高了調(diào)索精度，優(yōu)化了調(diào)索施工，加快了施工進度。5.2.3控制成果(1)斜拉橋成橋線形測量時共測量87個斷面，174個測點，其中偏差小于1cm的有76個測點，占437；偏差在12cm的有35個測點，占2 01；偏差在23cm的有33個測點，占1 90；偏差大于3cm的有30個測點，占172，最大偏差為35 cm。由此可以看出線形與理論值接近，總體平順。(2)恒載作用下，單